constexpr 定义声明为 const 的文字类型的静态数据成员

Question

我有一个关于 constexpr 定义文本类型的静态数据成员的问题，该成员在类定义中声明为 const（而不是指定 inline 或 constexpr）：

// S.h

struct S
{
  static int const i; // not specified inline or constexpr
};

// S.cpp

#include "S.h"
constexpr int const S::i = 42; // definition, not declaration

// main.cpp

#include "S.h"
int main()
{
  return S::i;
}

Clang/gcc 在 C++11/14 模式下返回 42，但在 C++17 模式下报错（未定义对 S::i 的引用）。如果我注释掉 constexpr 在 C++17 模式下也都返回 42。

S::i 具有外部链接，因为 S 具有外部链接。 S::i 未声明为 constexpr，因此（如果我没记错的话）C++17 10.1.5 p1 不适用：

使用 constexpr 声明的函数或静态数据成员 说明符隐式是内联函数或变量

我理解这句话的意思是（大胆的理解）： 在类定义中使用 constexpr 说明符声明的静态数据成员隐式是内联变量

S::i 因此不是内联变量。 然而，S::i 的定义似乎在 C++17 模式下具有内部链接，就好像 constexpr 表示内联一样。它是否正确？如果是这样，标准中的证明在哪里？

还是我误解了 10.1.5 p1，它的真正意思是（大胆的误解）： 在类定义和命名空间范围内的定义中使用 constexpr 说明符声明的静态数据成员隐式是内联变量？

Answer 1

[dcl.inline]/6 状态：

如果具有外部链接的函数或变量被声明为内联 一个翻译单元，应在所有翻译中声明为内联 它出现的单位；不需要诊断。

所以正如你所指出的，如果我们可以证明constexpr 隐含暗示inline，它可以解释你的示例的未定义​​引用错误。

[dcl.constexpr]/1 声明 [强调我的]：

constexpr 说明符应仅应用于定义 变量或变量模板或函数的声明或 函数模板。

还有：

使用 constexpr 说明符声明的函数或静态数据成员 隐式是内联函数或变量 ([dcl.inline])。

[basic.def]/1 声明 [强调我的]：

声明可以将一个或多个名称引入翻译单元 或重新声明先前声明引入的名称。

还有（/2）：

声明就是定义，除非：

[...没有一个适用于constexpr int const S::i = 42;]

这里的本质是定义是声明（完全定义了声明引入的实体），所以constexpr int const S::i = 42;也是（除了定义之外）一个（重新）声明, 在这种情况下 [dcl.constexpr]/1 适用，并且S::i 在S.cpp 的翻译单元中是内联的，因此，由 [dcl.inline]/6 在它出现的所有其他翻译单元中。相反，通过 [dcl.constexpr]/1，constexpr 说明符，例如特别是在这种静态数据成员的上下文中，只能出现在作为定义的声明中。

在后者的上下文中有些相关的是，带有初始化的 constexpr 静态数据成员声明也是，从 C++17 开始，一个定义允许 constexpr 仅适用于的规范变量定义（即，永远不要使用非初始化声明）。见[depr.static_constexpr]/1。

Answer 2

然而 S::i 的定义似乎在 C++17 中有内部链接 模式好像 constexpr 表示内联。它是否正确？如果是这样 标准中的证明？

是的，没错。 cppreference：

内联说明符，当用于变量的 decl-specifier-seq 时 具有静态存储持续时间（静态类成员或命名空间范围 variable)，声明该变量为内联变量。

声明为 constexpr 的静态成员变量（但不是命名空间范围变量）隐含地是内联变量。 （C++17 起）